4月24日,美國(guó)能源部確定提供1.31億美元資助多個(gè)CCUS研發(fā)項(xiàng)目[1]。這筆1.31億美元的資助可分為兩個(gè)部分。其中,4600萬(wàn)美元用于支持燃煤或燃?xì)怆姀S的二氧化碳捕集技術(shù)的前端工藝設(shè)計(jì)。被資助的項(xiàng)目主要分為兩類:一是工業(yè)碳捕集技術(shù)前端工藝設(shè)計(jì)研究;二是工程規(guī)模的可變?nèi)紵筇疾都夹g(shù)測(cè)試。
另一部分8500萬(wàn)美元用于支持CarbonSAFE[2]項(xiàng)目三階段。主要目的是加速CCUS項(xiàng)目區(qū)域化部署。被資助的5個(gè)項(xiàng)目[3]分別是伊利諾伊州Illinois Storage Corridor項(xiàng)目,新墨西哥州的San Juan Basin CarbonSAFE項(xiàng)目三期,密西西比州的ECO2S項(xiàng)目,北達(dá)科他州的North Dakota CarbonSAFE項(xiàng)目三期,以及懷俄明州的Wyoming CarbonSAFE項(xiàng)目三期。該部分資助的主要有兩個(gè)目的:一是識(shí)別和評(píng)估經(jīng)濟(jì)可行且安全的商業(yè)化地質(zhì)封存場(chǎng)地;二是二氧化碳捕集純化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)。
美國(guó)在CCUS部署方面是全球的領(lǐng)先者,截至2019年底,美國(guó)擁有10個(gè)大型CCUS項(xiàng)目,每年捕集超過(guò)2500噸二氧化碳[4]。CCUS項(xiàng)目在美國(guó)得以蓬勃發(fā)展的最主要原因是美國(guó)政府發(fā)布并不斷優(yōu)化的45Q稅收減免
政策[5],最新的45Q政策規(guī)定,凡是采用咸水層封存的CCUS項(xiàng)目,給于50美元美元/tCO2的補(bǔ)貼;對(duì)于采用提高石油采收率(CO2-EOR)的CCUS項(xiàng)目,給于35美元/tCO2的補(bǔ)貼。這極大的提高了高排放企業(yè)建設(shè)CCUS項(xiàng)目的積極性。除45Q政策外,美國(guó)聯(lián)邦政府還有一些其他積極的政策措施在實(shí)施,如國(guó)會(huì)近期提交了多項(xiàng)CCUS支持法案,包括提出了重要的額外融資機(jī)制支持CCUS項(xiàng)目發(fā)展,加強(qiáng)CCUS項(xiàng)目基礎(chǔ)設(shè)計(jì)建設(shè)等[6]。
受疫情影響,實(shí)際上美國(guó)的政治經(jīng)濟(jì)環(huán)境頗為動(dòng)蕩,但美國(guó)能源部在這個(gè)特殊時(shí)期仍然堅(jiān)持推進(jìn)CCUS工作,落實(shí)資金以支持CCUS規(guī)劃部署。部分被資助的項(xiàng)目在前期已經(jīng)開展了大量工作并取得了相應(yīng)成果,如Illinois Storage Corridor項(xiàng)目的前期工作主要聚焦在封存地地層描述,油藏注入數(shù)值模擬,風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)開發(fā),地質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開發(fā)等方面,并通過(guò)前期的試驗(yàn)項(xiàng)目,開發(fā)了雙水平井注入開發(fā)等特殊技術(shù)[7]。SanJuan Basin CarbonSAFE項(xiàng)目在二氧化碳儲(chǔ)運(yùn)(尤其是管道,以及分散
運(yùn)輸),長(zhǎng)期地質(zhì)封存監(jiān)測(cè)等方面取到了豐碩成果[8]。NorthDakota在全流程CCUS項(xiàng)目商業(yè)化和經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)方面開展了較多研究,并且針對(duì)封存地篩選,綜合考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)相關(guān)因素,建立了最合適的篩選流程[9]。
部分被資助項(xiàng)目介紹
1.Illinois Storage Corridor項(xiàng)目
該項(xiàng)目由伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校牽頭建設(shè)兩個(gè)CCUS封存項(xiàng)目,一個(gè)位于One Earth能源公司乙醇生產(chǎn)廠附近,該項(xiàng)目處于可行性研究階段;另一個(gè)位于Prairie國(guó)家
電力公司附近,該項(xiàng)目處于前端工藝設(shè)計(jì)階段。Illinois Storage Corridor項(xiàng)目最終希望實(shí)現(xiàn)每年650萬(wàn)噸的二氧化碳封存量。目前總投資2500萬(wàn)美元,其中包括美國(guó)能源部的1800萬(wàn)美元資助。
2.San Juan Basin CarbonSAFE項(xiàng)目三期
該項(xiàng)目由新墨西哥礦業(yè)及科技學(xué)院牽頭,以新墨西哥州西北部裝機(jī)規(guī)模為847兆瓦的San Juan燃煤發(fā)電廠進(jìn)行綜合商業(yè)規(guī)模的CCUS項(xiàng)目建設(shè)。項(xiàng)目目標(biāo)為每年實(shí)現(xiàn)600-700萬(wàn)噸的二氧化碳捕集量,其中200萬(wàn)噸二氧化碳直接封存于20英里外的封存地,剩下的二氧化碳通過(guò)管道運(yùn)輸至Permian盆地,開展CO2-EOR。目前項(xiàng)目總投資2200萬(wàn)美元,其中包括美國(guó)能源部的1750萬(wàn)美元資助。
3.ECO2S項(xiàng)目
由南方各州能源理事會(huì)(Southern States Energy Board)牽頭,共計(jì)16所高校、實(shí)驗(yàn)室和私人企業(yè)聯(lián)合在密西西比建立二氧化碳封存設(shè)施。該項(xiàng)目將總計(jì)每年從Ratcliffe電廠、Daniel電廠、Miller電廠捕集2250萬(wàn)噸二氧化碳。目前Daniel電廠的CCS項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)入前端工藝設(shè)計(jì)階段,Ratcliffe電廠、Miller電廠還處于可行性研究階段。項(xiàng)目總投資約2360萬(wàn)美元,其中包括美國(guó)能源部給Daniel項(xiàng)目的1750萬(wàn)美元資助。
4.North Dakota CarbonSAFE項(xiàng)目三期
由北達(dá)科他大學(xué)能源與環(huán)境研究中心(University of North Dakota Energy & Environmental Research Center)牽頭開展項(xiàng)目工作。作為Minnkota電廠CCS項(xiàng)目的延續(xù),該項(xiàng)目計(jì)劃從Minnkota電廠裝機(jī)容量為455兆瓦的2號(hào)幾組,每年捕集300萬(wàn)噸二氧化碳,并運(yùn)送附近的兩個(gè)潛在封存地就行封存。目前項(xiàng)目總投資2500萬(wàn)美元,包括美國(guó)能源部的1700萬(wàn)美元的資助。
5.Wyoming CarbonSAFE項(xiàng)目三期
該項(xiàng)目由美國(guó)懷俄明大學(xué)(University of Wyoming)牽頭,基于Basin電力公司的Dry Fork電廠(美國(guó)最新的商業(yè)規(guī)模的大型燃煤電廠之一),開展年捕集量為220萬(wàn)噸的CCUS項(xiàng)目,捕集到二氧化碳將運(yùn)送到電廠附近的3個(gè)潛在封存點(diǎn)進(jìn)行封存。目前總投資約1900萬(wàn)美元,其中包括美國(guó)能源部的1500萬(wàn)美元資助。
上述5個(gè)項(xiàng)目總計(jì)投資8500萬(wàn)美元,由美國(guó)國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(National Energy Technology Laboratory,NETL)整體負(fù)責(zé)。
[1] DoE, 2020. U.S. Department of Energy Announces $131 Million forCCUS Technologies. https://www.energy.gov/articles/us-department-energy-announces-131-million-ccus-technologies
[2] CarbonSAFE是美國(guó)能源部早先發(fā)布的FOA,全稱是Carbon Storage Assurance Facility Enterprise,第一階段主要是CCUS項(xiàng)目可行性研究,第二階段是加速CCUS區(qū)域部署,第三階段是碳封存保障設(shè)施事業(yè)。
[3] DoE, 2020. Project selections. https://www.energy.gov/fe/foa-1999-project-selections
[4] GCCIS, 2020. Global Status Report 2019. https://www.globalccsinstitute.com/resources/global-status-report/
[5] Cooper Mckim, 2020. Carbon Capture Storage Project Gets Funding ForNext Stage. https://www.wyomingpublicmedia.org/post/carbon-capture-storage-project-gets-funding-next-stage#stream/0
[6] Brad Page, 2020. US leads new wave of carbon capture and storagedeployment. https://thehill.com/opinion/energy-environment/476783-us-leads-new-wave-of-carbon-capture-and-storage-deployment?amp=&from=singlemessage
[7] Scott McDonald, 2017. Illinois Industrial Carbon Capture & StorageProject[R]. Eliminating CO2 Emissions from the Production of Bio Fuels - A‘Green’ Carbon Process.
[8] Drew Haerer, 2009. Evaluatingthe impacts and capabilities of long term subsurface storage in the context ofcarbon sequestration in the San Juan basin, NM and CO[J]. Energy Procedia.2009(1):2991-2998.
[9] Wesley D, 2019. The North Dakota integrated carbon storage complexfeasibility study[J]. International Journal of Greenhouse Gas Control. 2019(84):47-53.